Künstlerische Vorstellung einer möglichen Kollision um BD +20 307. Bildnachweis: Gemini Observatory/Jon Lomberg. klicken um zu vergrößern
Ein relativ junger Stern, der sich etwa 300 Lichtjahre entfernt befindet, verbessert unser Verständnis der Entstehung erdähnlicher Planeten erheblich.
Der Stern, der den bescheidenen Namen BD +20 307 trägt, ist von der staubigsten Umgebung umgeben, die jemals so nah an einem sonnenähnlichen Stern gesehen wurde, lange nach seiner Entstehung. Es wird angenommen, dass der warme Staub von kürzlichen Kollisionen von Gesteinskörpern in Entfernungen vom Stern stammt, die mit denen der Erde von der Sonne vergleichbar sind. Die Ergebnisse basierten auf Beobachtungen der Gemini und W.M. Keck Observatories und wurden in der Ausgabe vom 21. Juli des britischen Wissenschaftsjournals Nature veröffentlicht.
Dieser Befund unterstützt die Idee, dass vergleichbare Kollisionen von Gesteinskörpern früh in der Entstehung unseres Sonnensystems vor etwa 4,5 Milliarden Jahren auftraten. Darüber hinaus könnte diese Arbeit zu weiteren Entdeckungen dieser Art führen, die darauf hinweisen würden, dass die Gesteinsplaneten und Monde unseres inneren Sonnensystems nicht so selten sind, wie manche Astronomen vermuten.
?Wir hatten Glück. Diese Beobachtungen sind wie das Finden der sprichwörtlichen Nadel im Heuhaufen? sagte Inseok Song, der Astronom des Gemini Observatory, der das US-amerikanische Forschungsteam leitete. ?Der Staub, den wir entdeckt haben, ist genau das, was wir von Kollisionen von felsigen Asteroiden oder sogar planetengroßen Objekten erwarten würden, und diesen Staub so nahe an einem Stern wie unserer Sonne zu finden, erhöht die Bedeutung nach oben. Ich kann jedoch nicht anders, als zu denken, dass Astronomen jetzt mehr durchschnittliche Sterne finden werden, wo solche Kollisionen aufgetreten sind.“
Jahrelang haben Astronomen geduldig Hunderttausende von Sternen untersucht, in der Hoffnung, einen mit einer Infrarot-Staubsignatur (die Eigenschaften des vom Staub absorbierten, erhitzten und wieder emittierten Sternenlichts) zu finden, die so stark ist wie diese bei Erde-Sonne Entfernungen vom Stern. „Die Menge an warmem Staub in der Nähe von BD+20 307 ist so beispiellos, dass es mich nicht wundern würde, wenn sie das Ergebnis einer massiven Kollision zwischen Objekten von Planetengröße wäre, zum Beispiel einer Kollision wie der, von der viele Wissenschaftler glauben, dass sie den Erdmond gebildet hat.“ “, sagte Benjamin Zuckerman, Professor für Physik und Astronomie an der UCLA, Mitglied des Astrobiology Institute der NASA und Mitautor des Artikels. Zum Forschungsteam gehörten auch Eric Becklin von der UCLA und Alycia Weinberger, früher an der UCLA und jetzt an der Carnegie Institution.
BD +20 307 ist etwas massereicher als unsere Sonne und liegt im Sternbild Widder. Die große Staubscheibe, die den Stern umgibt, ist bekannt, seit Astronomen 1983 mit dem Infrared Astronomical Satellite (IRAS) einen Überschuss an Infrarotstrahlung entdeckten. Die Gemini- und Keck-Beobachtungen liefern eine starke Korrelation zwischen den beobachteten Emissionen und Staubpartikeln der Größe und Temperaturen, die durch die Kollision von zwei oder mehr Gesteinskörpern in der Nähe eines Sterns erwartet werden.
Da der Stern auf ein Alter von etwa 300 Millionen Jahren geschätzt wird, müssen sich alle großen Planeten, die BD +20 307 umkreisen könnten, bereits gebildet haben. Die Dynamik der felsigen Überreste des planetaren Entstehungsprozesses könnte jedoch von den Planeten im System diktiert werden, wie es Jupiter in unserem frühen Sonnensystem tat. Die für den beobachteten Staub verantwortlichen Kollisionen müssen mindestens so groß gewesen sein wie die größten heute in unserem Sonnensystem vorhandenen Asteroiden (etwa 300 Kilometer Durchmesser). „Was auch immer es für eine massive Kollision gab, es gelang, viel Gestein vollständig zu pulverisieren“, sagte Teammitglied Alycia Weinberger.
Angesichts der Eigenschaften dieses Staubs schätzt das Team, dass die Kollisionen nicht vor mehr als 1.000 Jahren stattgefunden haben können. Eine längere Vorgeschichte würde dem Feinstaub (etwa so groß wie Zigarettenrauchpartikel) genug Zeit geben, um in den Zentralstern gezogen zu werden.
Es wird angenommen, dass die staubige Umgebung um BD +20 307 ziemlich ähnlich ist, aber viel dürftiger ist als das, was von der Bildung unseres Sonnensystems übrig bleibt. „Das Erstaunliche ist, dass die Staubmenge um diesen Stern ungefähr eine Million Mal größer ist als die Staubmenge um die Sonne“, sagte UCLA-Teammitglied Eric Becklin. In unserem Sonnensystem streut der verbleibende Staub das Sonnenlicht, um ein extrem schwaches Leuchten zu erzeugen, das als Zodiakallicht bezeichnet wird (siehe Bild oben). Es ist unter idealen Bedingungen mit bloßem Auge für einige Stunden nach der Abenddämmerung oder vor der Morgendämmerung zu sehen.
Die Beobachtungen des Teams wurden mit Michelle, einem vom UK Astronomy Technology Centre gebauten Mittelinfrarot-Spektrographen/Imager am Frederick C. Gillette Gemini North Telescope, und dem Long Wavelength Spectrograph (LWS) am W.M. Keck-Observatorium auf Keck I.
Originalquelle: Pressemitteilung des Gemini-Observatoriums
